JPH07292483A - 銅および銅合金の表面処理剤 - Google Patents

銅および銅合金の表面処理剤

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅表面および銅合金表面を、ソルダーレジス
ト等との密着性に優れた深い凹凸を有する表面形状に粗
面化することができ、さらにはんだ付け性に適した表面
状態にすることができる表面処理剤を提供する。 【構成】 アゾール類の第二銅錯体、有機酸およびハロ
ゲンイオンを含有する水溶液からなる表面処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は銅表面および銅合金表面
の粗面化に有用な表面処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリント配線板の製造において、銅表面
をエッチングレジストやソルダーレジストで被覆する
際、密着性を向上させるために、銅表面を粗面化するこ
とが行われている。この粗面化の方法には、バフ研磨、
スクラブ研磨等の機械研磨と、マイクロエッチングと呼
ばれる化学研磨とがあるが、細線パターンを有する基板
の処理には化学研磨が適用されている。
【０００３】また、はんだレベラー工程の前や電子部品
実装の前に銅表面の酸化皮膜を除去してはんだ付け性を
向上させるためにも化学研磨が行われている。前記化学
研磨には、通常硫酸と過酸化水素とを主成分とする水溶
液や、過硫酸塩を主成分とする水溶液が使用されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント配
線板に形成される回路パターンの高密度化に伴い、ソル
ダーレジストは従来の熱硬化型から細線パターン形成に
優れた紫外線硬化型に移行しつつある。ところが、この
紫外線硬化型ソルダーレジストは従来のソルダーレジス
トに比べて銅表面との密着性に劣るため、従来の化学研
磨で得られる表面では密着性が不充分であり、その後の
金メッキ工程、はんだレベラー工程、電子部品実装時等
にレジスト皮膜のはがれやふくれ等が生じることがあ
る。
【０００５】一方、はんだレベラー工程においても、プ
リント配線板には表面実装部品用のパッドが増えてお
り、従来の化学研磨で得られる表面でははんだ付け性が
不充分で、はんだ付け不良が生じることがある。
【０００６】本発明は、銅表面および銅合金表面を、ソ
ルダーレジスト等との密着性に優れた深い凹凸を有する
形状に粗面化することができ、さらにはんだ付け性に適
した表面状態にすることができる表面処理剤を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは前記
目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、アゾール類
の第二銅錯体および有機酸を含有し、さらにハロゲンイ
オンを添加した水溶液からなる表面処理剤を見出し、本
発明を完成した。
【０００８】本発明に用いるアゾール類の第二銅錯体
は、金属銅などを酸化するための酸化剤として作用する
ものである。本発明においては酸化作用を有する種々の
第二銅錯体のうちでもアゾール類の第二銅錯体を用いる
ことにより、表面処理剤として適度なエッチングスピー
ドを発現させることができる。前記アゾール類として
は、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、それら
の誘導体等があげられるが、なかでもイミダゾール、２
−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−
エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダ
ゾール、２−ウンデシルイミダゾール、ベンズイミダゾ
ール等がコスト等の面から好ましい。
【０００９】前記アゾール類の第二銅錯体の含有量は、
目的とする酸化力等により適宜設定すればよいが、溶解
性や錯体の安定性の点から１〜１５％（重量％、以下同
様）が好ましい。
【００１０】前記アゾール類の第二銅錯体は、銅錯体と
して添加してもよく、また第二銅イオン源とアゾール類
とを別々に添加し、液中で銅錯体となるようにしてもよ
い。前記第二銅イオン源としては、例えば水酸化銅や後
述する有機酸の銅塩が好ましい。
【００１１】本発明に用いる有機酸は、アゾール類の第
二銅錯体によって酸化された銅を溶解させるために配合
されるものである。その具体例としては、例えばギ酸、
酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸等の飽
和脂肪酸、アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン等の
不飽和脂肪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸、アジピン酸、ピメリン酸等の脂肪族飽和ジカルボ
ン酸、マレイン酸などの脂肪族不飽和ジカルボン酸、安
息香酸、フタル酸、桂皮酸等の芳香族カルボン酸、グリ
コール酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸等のオキシカルボ
ン酸、スルファミン酸、β−クロロプロピオン酸、ニコ
チン酸、アスコルビン酸、ヒドロキシピバリン酸、レブ
リン酸等の置換基を有するカルボン酸、それらの誘導体
等があげられる。
【００１２】前記有機酸の含有量は０．１〜３０％程度
が好ましい。前記含有量が少なすぎると酸化銅を充分に
溶解することができず、活性な銅表面が得られなくな
り、また多すぎると銅の溶解安定性が低下する。
【００１３】本発明に用いるハロゲンイオンは、銅の溶
解やアゾール類の酸化力を補助し、密着性やはんだ付け
性に優れた銅表面を作るために配合されるものである。
前記ハロゲンイオンとしては、例えばフッ素イオン、塩
素イオン、臭素イオン等があげられる。これらのハロゲ
ンイオンは、例えば塩酸、臭化水素酸等の酸、塩化ナト
リウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化アンモニ
ウム、臭化カリウム等の塩、塩化銅、塩化亜鉛、塩化
鉄、臭化錫等の金属塩やその他溶液中で解離しうる化合
物として添加すればよい。
【００１４】前記ハロゲンイオンの含有量は０．０１〜
２０％程度が好ましい。前記含有量が少なすぎると密着
性やはんだ付け性のよい銅表面が得られず、また多すぎ
ると銅の溶解安定性が低下する。
【００１５】前記の成分を含有する本発明の表面処理剤
のｐＨは、使用する有機酸や添加剤の種類により１以下
から８程度にまでなるが、使用によるｐＨの変動を少な
くするために有機酸のナトリウム塩やカリウム塩やアン
モニウム塩等の塩を添加してもよい。
【００１６】さらに本発明の表面処理剤には、銅の溶解
安定性を向上させるエチレンジアミン、ピリジン、アニ
リン、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノ
ールアミン等の錯化剤や、その他、密着性やはんだ付け
性に優れた銅表面にするための種々の添加剤等を添加し
てもよい。
【００１７】本発明の表面処理剤の使用方法に特に限定
はないが、例えば処理される銅または銅合金にスプレー
して吹き付ける方法、銅または銅合金を表面処理剤中に
浸漬する方法等があげられる。浸漬による場合には、銅
や銅合金のエッチングによって処理剤中に生成した第一
銅イオンを第二銅イオンに酸化するため、バブリング等
による空気の吹き込みが行われる。
【００１８】本発明の表面処理剤による処理の後、樹脂
との密着性をさらに向上させるために、例えば米国特許
第３６４５７７２号明細書に開示されているように、ア
ゾール類の水溶液やアルコール溶液で処理してもよい。
【００１９】本発明の表面処理剤は銅や銅合金の化学研
磨等に広く使用することができる。特に処理された銅等
の表面には深い凹凸が形成されており、プリプレグ、ソ
ルダーレジスト、ドライフィルムレジスト、電着レジス
ト等の樹脂との密着性が良好であり、またはんだ付け性
にも優れた表面であるため、プリント配線板の製造に特
に有用である。
【００２０】例えば、プリント配線板用銅張積層板の製
造において、銅箔を本発明の表面処理剤で処理して粗面
化すると、プリプレグとの接着強さに優れ、しかもパタ
ーン形成の際のエッチング性に優れた表面になる。ま
た、多層プリント配線板を製造する際の内層基板の銅表
面の粗面化に用いると、プリプレグとの接着強さに優
れ、かつ耐ピンクリング性に優れた表面をつくることが
できる。さらに、本発明の表面処理剤で処理された表面
は、従来の硫酸・過酸化水素系エッチング剤等による表
面に比べて光沢が少ないため、感光性樹脂を塗布または
積層した場合、樹脂との密着性向上という効果に加え、
露光の際の光散乱が少なくなり、感光性樹脂の解像度が
向上するという効果も得られる。
【００２１】
【実施例】
実施例１〜４ 表１に示す成分を混合して、本発明の表面処理剤を調製
した。次に、プリント配線板用銅張積層板（ＦＲ−４）
を前記表面処理剤で４０℃、６０秒の条件でスプレー処
理した後、ソルダーレジスト（ＰＳＲ−４０００、太陽
インキ製造（株）製）を塗布し、露光、現像、硬化（ポ
ストキュア）させて種々のパターンを形成した。次に無
洗浄タイプのポストフラックス（ＡＰ−４６２６、メッ
ク（株）製）を塗布し、噴流式の自動はんだ付け装置に
よりはんだ付けを行い、その後のソルダーレジストの状
態を観察した。なお、ソルダーレジストのはがれが生じ
やすいようにソルダーレジストのポストキュア時間を標
準よりも短くし、ポストフラックスの濃度を３倍にし
た。結果を表２に示す。
【００２２】また、直径１ｍｍの円形パッドを多数有
し、それ以外の部分をソルダーレジストで被覆したプリ
ント配線板用銅張積層板（ＦＲ−４）を、表１に示す表
面処理剤で４０℃、６０秒の条件でスプレー処理した
後、はんだレベラー用フラックス（Ｗ−２５５６、メッ
ク（株）製）を塗布して水平型はんだレベラーによりは
んだ付けを行い、はんだ付け合格率（はんだが着いたパ
ッドの割合）を調べた。結果を表２に示す。
【００２３】比較例１〜３ 実施例１と同様にして表１に示す表面処理剤を調整し、
評価した。結果を表２に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】本発明の表面処理剤で銅または銅合金を
処理することにより、プリプレグやレジスト等の樹脂と
の密着性が良好であり、またはんだ付け性にも優れた表
面を形成することができる。しかも、得られた表面は従
来の化学研磨による表面に比べて光沢が少ないため、感
光性樹脂の下地とした場合に解像度が向上する効果や、
プリント配線板の回路の自動光学検査機（ＡＯＩ）によ
る検査における誤動作が少なくなるという効果も得られ
る。したがって、本発明の表面処理剤は今後ますますパ
ターンの細線化や高密度化が進むプリント配線板の製造
に充分対応できる表面処理剤である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アゾール類の第二銅錯体、有機酸および
    ハロゲンイオンを含有することを特徴とする銅および銅
    合金の表面処理剤。
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